<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Modern Transportation Systems and Technologies</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Modern Transportation Systems and Technologies</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Инновационные транспортные системы и технологии</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="electronic">2782-3733</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Eco-Vector</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">717392</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.17816/transsyst717392</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Original studies</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Оригинальные статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Synthesis of an intelligent control algorithm based on a digital twin and neural network approximation</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Синтез интеллектуального алгоритма управления на основе цифрового двойника и нейросетевой аппроксимации</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-8106-1192</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">3742-3909</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Barausov</surname><given-names>Viktor A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Бараусов</surname><given-names>Виктор Александрович</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Project Manager</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>руководитель проекта</p></bio><email>barausovv@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-6742-3011</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">3114-6579</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Bubnov</surname><given-names>Vladimir P.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Бубнов</surname><given-names>Владимир Петрович</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Dr. Sci. (Engineering), Professor</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>д-р техн. наук, профессор</p></bio><email>bubnov1950@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0008-6100-2145</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">5112-6858</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Zabuzov</surname><given-names>Vyacheslav S.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Забузов</surname><given-names>Вячеслав Сергеевич</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>канд. техн. наук доцент</p></bio><email>zzvvss80@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff3"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">OOO GC IMSAT</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">ООО «ГК ИМСАТ»</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="en">Emperor Alexander I Petersburg State Transport University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff3"><aff><institution xml:lang="en">A.F. Mozhaisky Military Space Academy</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2026-09-28" publication-format="electronic"><day>28</day><month>09</month><year>2026</year></pub-date><volume>12</volume><issue>3</issue><issue-title xml:lang="en"/><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>465</fpage><lpage>483</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2026-08-20"><day>20</day><month>08</month><year>2026</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2026-08-24"><day>24</day><month>08</month><year>2026</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2026, Barausov V.A., Bubnov V.P., Zabuzov V.S.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2026, Бараусов В.А., Бубнов В.П., Забузов В.С.</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Barausov V.A., Bubnov V.P., Zabuzov V.S.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Бараусов В.А., Бубнов В.П., Забузов В.С.</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://transsyst.ru/transj/article/view/717392">https://transsyst.ru/transj/article/view/717392</self-uri><abstract xml:lang="en"><p><bold>Background.</bold> This paper examines the problem of synthesizing an adaptive-predictive algorithm for selecting control modes for electric heating of turnouts.</p> <p><bold>Aim:</bold> Synthesis of an adaptive-predictive algorithm that ensures improved control efficiency.</p> <p><bold>Methods:</bold> Development of an integrated risk assessment that takes into account the state of the digital twin of the object, forecasted external impacts, sensor data, and equipment readiness, using neural network approximation for parameter synthesis.</p> <p><bold>Results: </bold>The algorithm structure, the set of adjustable parameters, and an ensemble of climate scenarios for simulation-optimization tuning have been developed.</p> <p><bold>Conclusion:</bold> The method enables adaptive selection of control modes while meeting safety and reliability requirements.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p><bold>Обоснование.</bold> Рассматривается задача синтеза адаптивно-прогнозного алгоритма выбора режимов управления электрообогревом стрелочных переводов.</p> <p><bold>Цель.</bold> Синтез адаптивно-прогнозного алгоритма, обеспечивающего повышение эффективности управления.</p> <p><bold>Методы.</bold> Формирование интегральной оценки риска, учитывающей состояние цифрового двойника объекта, прогноз внешних воздействий, данные датчиков и готовность оборудования, с применением нейросетевой аппроксимации для синтеза параметров.</p> <p><bold>Результаты.</bold> Сформированы структура алгоритма, состав настраиваемых параметров и ансамбль климатических сценариев для имитационно-оптимизационной настройки.</p> <p><bold>Заключение. </bold>Метод обеспечивает адаптивный выбор режимов при соблюдении требований безопасности и надежности.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>intelligent control algorithm</kwd><kwd>adaptive-predictive control</kwd><kwd>digital twin</kwd><kwd>integral risk assessment</kwd><kwd>neural-network approximation</kwd><kwd>finite-state automaton</kwd><kwd>parametric synthesis</kwd><kwd>functional reliability</kwd><kwd>snow-and-ice deposits</kwd><kwd>turnout electric heating</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>интеллектуальный алгоритм управления</kwd><kwd>адаптивно-прогнозное управление</kwd><kwd>цифровой двойник</kwd><kwd>интегральная оценка риска</kwd><kwd>нейросетевая аппроксимация</kwd><kwd>конечный автомат</kwd><kwd>параметрический синтез</kwd><kwd>функциональная надежность</kwd><kwd>снежно-ледяные отложения</kwd><kwd>электрообогрев стрелочного перевода</kwd></kwd-group><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Ministry of Railways of the Russian Federation. Instruction on snow removal on the railways of the Russian Federation: approved 25.04.2000 No. TsP-751. Moscow; 2000. Accessed: 06.08.2026. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200077608 (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">МПС РФ. Инструкция по снегоборьбе на железных дорогах Российской Федерации: утв. 25.04.2000 № ЦП-751. М., 2000. Дата обращения: 06.08.2026. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200077608.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B2"><label>2.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">JSC “Russian Railways”. Instruction on maintenance of electric heating devices for cleaning switches from snow: order of 14.03.2017 No. 463r. Moscow; 2017. Accessed: 06.08.2026. Available from: https://https.normacs.ru/Doclist/doc/24G3U.html (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">ОАО «РЖД». Инструкция по обслуживанию устройств электрообогрева для очистки стрелочных переводов от снега: распоряжение от 14.03.2017 № 463р. М., 2017. Дата обращения: 06.08.2026. Режим доступа: https://https.normacs.ru/Doclist/doc/24G3U.html</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B3"><label>3.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">JSC “Russian Railways”. On approval of the Instruction on preparation for work in the winter period and organization of snow removal: order of 01.07.2022 No. 1733/r. Moscow; 2022. Accessed: 06.08.2026. Available from: https://docs.cntd.ru/document/351983807 (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">ОАО «РЖД». Об утверждении Инструкции по подготовке к работе в зимний период и организации снегоборьбы: распоряжение от 01.07.2022 № 1733/р. М., 2022. Дата обращения: 06.08.2026. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/351983807</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B4"><label>4.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">JSC “Roszheldorproekt”. Electric heating devices for switches TO-168-2010: explanatory note, power supply, control and management. Standard materials for design 411008-TMP. Album 1. 2011. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">АО «Росжелдорпроект». Устройства электрообогрева стрелочных переводов ТО-168-2010: пояснительная записка, электроснабжение, контроль и управление. Типовые материалы для проектирования 411008-ТМП. Альбом 1. 2011.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B5"><label>5.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Ovcharuk VN, Yakovlev IP. Automated control and monitoring system for electric heating of switches. In: Information Technologies of the XXI Century. Khabarovsk: TOGU; 2018. p. 48-53. (In Russ.) EDN: YPQXXF</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Овчарук В.Н., Яковлев И.П. Автоматизированная система управления и контроля электрообогревом стрелочных переводов. В кн.: Информационные технологии XXI века. Хабаровск: ТОГУ, 2018. С. 48-53. EDN: YPQXXF</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B6"><label>6.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Sultonov ShKh. Features of installation and operation of the electric heating system for switches SEIT-04/SEIT-04M manufactured by KTN LLC. Intelligent Technologies in Transport. 2021;(3(27)):17-24. (In Russ.) doi: 10.24412/2413-2527-2021-327-17-24 EDN: BFDZXO</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Султонов Ш.Х. Особенности установки и эксплуатации системы электрообогрева стрелочных переводов СЭИТ-04/СЭИТ-04М производства ООО «КТН» // Интеллектуальные технологии на транспорте. 2021. № 3(27). С. 17-24. doi: 10.24412/2413-2527-2021-327-17-24 EDN: BFDZXO</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B7"><label>7.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Korikov AM. Intelligent control in technical systems. Scientific Bulletin of Novosibirsk State Technical University. 2014;(1(54)):18-26. (In Russ.) EDN: SMYRAN</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Кориков А.М. Интеллектуальное управление в технических системах // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. 2014. № 1(54). С. 18-26. EDN: SMYRAN</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B8"><label>8.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Zuev DV. Development of intelligent transport systems: digital twins in the railway industry. Intelligent Technologies in Transport. 2025;(4(44)):33-46. (In Russ.) doi: 10.20295/2413-2527-2025-444-33-46 EDN: BJMGDY</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Зуев Д.В. Развитие интеллектуальных транспортных систем: цифровые двойники в железнодорожной отрасли // Интеллектуальные технологии на транспорте. 2025. № 4 (44). С. 33-46. doi: 10.20295/2413-2527-2025-444-33-46 EDN: BJMGDY</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B9"><label>9.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Kapoor S. Energy Usage in Railway Wayside Object Heating: Modeling of Melting of Ice, Estimation of Heating Power Requirement in Switch and Renewable Energy Feasibility for a Railway System [Master’s thesis]. Stockholm; 2022. Accessed: 06.08.2026. Available from: https://www.kth.se/profile/skapoor/page/conference-proceedings?l=en.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Kapoor S. Energy Usage in Railway Wayside Object Heating: Modeling of Melting of Ice, Estimation of Heating Power Requirement in Switch and Renewable Energy Feasibility for a Railway System. [Master’s thesis] Stockholm, 2022. Дата обращения: 06.08.2026. Режим доступа: https://www.kth.se/profile/skapoor/page/conference-proceedings?l=en.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B10"><label>10.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Vavilov VD, Sukonkin AN. Review of domestic and foreign ice detectors. Proceedings of NSTU named after R.E. Alekseev. 2013;(4(101)):297-310. (In Russ.) EDN: SEZXGN</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Вавилов В.Д., Суконкин А.Н. Обзор отечественных и зарубежных сигнализаторов обледенения // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2013. № 4(101). С. 297-310. EDN: SEZXGN</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B11"><label>11.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Smagin VA, Bubnov VP, Sultonov ShKh. Average failure rate of ice detection sensor on a controlled surface. Proceedings of St. Petersburg State Institute of Technology (Technical University). 2022;(60(86)):70-74. (In Russ.) doi: 10.36807/1998-9849-2022-60-86-70-74 EDN: UKRJJA</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Смагин В.А., Бубнов В.П., Султонов Ш.Х. Средняя частота отказов датчика определения льда на контролируемой поверхности // Известия СПбГТИ (ТУ). 2022. № 60(86). С. 70-74. doi: 10.36807/1998-9849-2022-60-86-70-74 EDN: UKRJJA</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B12"><label>12.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Gapanovich VA, Shubinsky IB, Zamyshlyaev AM. Risk assessment method for a system of heterogeneous elements. Reliability. 2016;16(2):49-53. (In Russ.) doi: 10.21683/1729-2646-2016-16-2-49-53 EDN: WHGDTH</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Гапанович В. А., Шубинский И. Б., Замышляев А. М. Метод оценки рисков системы из разнотипных элементов // Надежность. 2016. Т. 16. № 2. С. 49-53. DOI: 10.21683/1729-2646-2016-16-2-49-53 EDN: WHGDTH</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B13"><label>13.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">OECD, European Union, European Commission, Joint Research Centre. Handbook on Constructing Composite Indicators: Methodology and User Guide. Paris: OECD Publishing; 2008. doi: 10.1787/9789264043466-en</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">OECD, European Union, European Commission, Joint Research Centre. Handbook on Constructing Composite Indicators: Methodology and User Guide. Paris: OECD Publishing, 2008. doi: 10.1787/9789264043466-en</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B14"><label>14.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Isachenko VP, Osipova VA, Sukomel AS. Heat Transfer. Moscow: Energiya; 1975. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1975.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B15"><label>15.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Incropera FP, DeWitt DP, Bergman TL, Lavine AS. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 7th ed. Hoboken: John Wiley &amp; Sons; 2011.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Incropera F.P., DeWitt D.P., Bergman T.L., Lavine A.S. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 7th ed. Hoboken: John Wiley &amp; Sons, 2011.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B16"><label>16.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Khaikin S. Neural Networks: A Complete Course. Moscow: Williams; 2006. (In Russ.) EDN: QMPELB</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Хайкин С. Нейронные сети: полный курс. М.: Вильямс, 2006. EDN: QMPELB</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B17"><label>17.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Venttsel ES. Operations Research: Problems, Principles, Methodology. Moscow: KnoRus; 2010. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология: учеб. пособие. М.: КноРус, 2010.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B18"><label>18.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Blagoveshchenskaya EA, Bursian EYu, Mikulik II, Runev EV. Discrete Mathematics and Its Applications to Computer and Simulation Modeling. Saint Petersburg; 2024. (In Russ.) EDN: NKXAPJ</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Благовещенская Е.А., Бурсиан Е.Ю., Микулик И.И., Рунев Е.В. Дискретная математика и ее приложения к компьютерному и имитационному моделированию. СПб, 2024. EDN: NKXAPJ</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B19"><label>19.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Barausov VA, Bubnov VP, Sultonov ShKh, Barausov DV. Algorithms of the control program for an automatic switch cleaning system based on an ice or snow detection sensor on a controlled surface. Automation in Transport. 2021;7(2):231-251. (In Russ.) DOI: 10.20295/2412-9186-2021-7-2-231-251 EDN: HRRWME</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Бараусов В.А., Бубнов В.П., Султонов Ш.Х., Бараусов Д.В. Алгоритмы управляющей программы системы автоматической очистки стрелочных переводов на базе датчика определения льда или снега на контролируемой поверхности // Автоматика на транспорте. 2021. Т. 7. № 2. С. 231-251. doi: 10.20295/2412-9186-2021-7-2-231-251 EDN: HRRWME</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B20"><label>20.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Vanyurikhin GI, Ivanov VM. Synthesis of optimal algorithms for discrete control with a predictive model in an adaptive control system. Automation and Remote Control. 1985;(2):94-99. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Ванюрихин Г.И., Иванов В.М. Синтез оптимальных алгоритмов дискретного управления с прогнозирующей моделью в адаптивной системе управления // Автоматика и телемеханика. 1985. № 2. С. 94-99.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B21"><label>21.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Nocedal J, Wright SJ. Numerical Optimization. New York: Springer; 2006. DOI: 10.1007/978-0-387-40065-5</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Nocedal J., Wright S.J. Numerical Optimization. 2nd ed. New York: Springer, 2006. doi: 10.1007/978-0-387-40065-5</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B22"><label>22.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Holland JH. Adaptation in Natural and Artificial Systems: An Introductory Analysis with Applications to Biology, Control, and Artificial Intelligence. Cambridge: MIT Press; 1992. DOI: 10.7551/mitpress/1090.001.0001</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Holland J.H. Adaptation in Natural and Artificial Systems: An Introductory Analysis with Applications to Biology, Control, and Artificial Intelligence. 1st MIT Press ed. Cambridge, Mass.: MIT Press, 1992. doi: 10.7551/mitpress/1090.001.0001itpress/1090.001.0001</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list></back></article>
